KR20020026441A - Radio communication system with adjustment of the output power of a transmitting station - Google Patents
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Abstract
하나의 제 1 지국 및 복수의 제 2 지국을 포함하는 라디오 통신 시스템은, 정보를 제 2 지국으로부터 제 1 지국으로 송신하기 위한 통신 채널을 구비한다. 제 2 지국은 제 2 지국으로부터 수신된 전력 제어 명령에 응답하여 자체의 출력 전력을 조정하고, 복수의 상이한 비율로 자체의 출력 송신 전력을 조정할 수 있다. 제 1 지국은 복수의 어떤 비율을 사용해야 하는지를 제 2 지국에게 지시할 수 있다. 제 1 지국은, 제 2 지국으로 송신하는 전력 제어 명령의 시퀀스를 분석함으로써 사용하기 위한 제 2 지국에 대한 최적 비율을 결정하고, 이에 따라 제 2 지국에게 지시한다.A radio communication system comprising one first station and a plurality of second stations has a communication channel for transmitting information from the second station to the first station. The second station may adjust its output power in response to a power control command received from the second station and adjust its output transmit power at a plurality of different ratios. The first station may instruct the second station what proportion of the plurality it should use. The first station determines an optimum ratio for the second station to use by analyzing a sequence of power control commands sent to the second station, and instructs the second station accordingly.
Description
무선 통신 시스템에서 기지국(Base Station)(BS)과 이동국(Mobile Station)(MS) 간에 요구되는 2가지 기본 유형의 통신이 있다. 첫 번째는, 예를 들어 음성 또는 패킷 데이터와 같은 사용자 트래픽(user traffic)이다. 두 번째는, BS 및 MS로 하여금 필요한 사용자 트래픽을 교환할 수 있도록 하기 위해 송신 채널의 다양한 파라미터를 설정하고 감시하는데 필요한 제어 정보이다.There are two basic types of communication required between a base station (BS) and a mobile station (MS) in a wireless communication system. The first is user traffic, for example voice or packet data. Second is control information necessary to set and monitor various parameters of the transmission channel to enable the BS and MS to exchange the necessary user traffic.
많은 통신 시스템에서, 제어 정보의 기능 중 하나는 전력 제어를 인에이블(enable)하는 것이다. MS로부터 BS로 송신된 신호의 전력 제어가 필요한데, 이는, BS가 거의 동일한 전력 레벨로 각각 상이한 MS로부터 신호를 수신하는 한편, 각 MS에 의해 요구된 송신 전력을 최소화하기 위해서이다. BS에 의해 MS로송신된 신호의 전력 제어가 필요한데, 이는, 다른 셀 및 라디오 시스템과의 간섭을 감소시키기 위해, MS가 낮은 오류율(error rate)로 BS로부터 신호를 수신하는 한편, 송신 전력을 최소화하기 위해서이다. 양방향 라디오 통신 시스템에서, 전력 제어는 폐루프(closed loop) 또는 개방 루프(open loop) 방법으로 동작될 수 있다. 폐루프 시스템에서, MS는 BS로부터 송신 전력에서의 필요한 변화를 결정하고, 이러한 변화를 BS로 신호 발신(signals)하며, 그 반대의 경우도 마찬가지다. TDD 시스템에 사용될 수 있는 개방 루프 시스템에서, MS는 BS로부터 수신된 신호를 측정하고, 송신 전력에서의 필요한 변화를 결정하는데 이러한 측정을 사용한다.In many communication systems, one of the functions of the control information is to enable power control. Power control of the signal transmitted from the MS to the BS is required in order to minimize the transmit power required by each MS while the BS receives signals from each different MS at approximately the same power level. Power control of the signal transmitted by the BS to the MS is required, in order to reduce interference with other cells and radio systems, while the MS receives the signal from the BS at a low error rate, while minimizing the transmit power To do that. In a two-way radio communication system, power control can be operated in a closed loop or open loop method. In a closed loop system, the MS determines the necessary change in transmit power from the BS, signals this change to the BS, and vice versa. In an open loop system that can be used in a TDD system, the MS measures the signal received from the BS and uses this measurement to determine the necessary change in transmit power.
전력 제어를 사용하는 조합된 시간 및 주파수 분할 다중 액세스 시스템의 일예는 이동 통신 세계화 시스템(GSM: Global System for Mobile communication)인데, 여기서 BS 및 MS 송신기 모두의 송신 전력은 2dB의 스텝(steps)로 제어된다. 이와 유사하게, 확산 스펙트럼 코드 분할 다중 액세스(CDMA: Code Division Multiple Access) 기술을 사용하는 시스템에서의 전력 제어 구현은 미국 특허(제 US-A-5 056 109호)에 개시되어 있다.An example of a combined time and frequency division multiple access system using power control is the Global System for Mobile communication (GSM), where the transmit power of both BS and MS transmitters is controlled in 2 dB steps. do. Similarly, power control implementations in systems using Spread Spectrum Code Division Multiple Access (CDMA) technology are disclosed in US patent (US-A-5 056 109).
폐루프 전력 제어를 고려함에 있어서, 임의의 일정한 채널 조건에 대해, 특정한 비트 오류율을 얻는데 필요한 Eb/NO(비트 당 에너지/잡음 밀도)을 최소화하는 최적의 전력 제어 스텝 크기가 존재한다는 것을 알 수 있다. 채널이 매우 느리게 변화할 때, 최적의 스텝 크기는 1dB미만일 수 있는데, 그 이유는, 그러한 값이 채널에서의 변화를 추적하는 한편, 최소의 추적 오류를 제공하는데 충분하기 때문이다. 도플러(doppler) 주파수가 증가함에 따라(그러나 일반적으로 단지 MS의 움직임 때문만은 아님), 더 큰 스텝 크기는 최적의 값이 2dB 초과에 도달하는 상태에서 더 나은 성능을 제공한다. 그러나, 도플러 주파수가 더욱 더 증가함에 따라, 전력 제어 루프의 대기 시간(latency)(또는 갱신율)이 너무 커서 채널을 적절히 추적할 수 없고, 최적의 스텝 크기가 아마도 0.5dB미만으로 다시 감소하는 지점에 이르게 된다. 그 이유는, 빠른 채널 변화가 추적될 수 없기 때문이므로, 새도윙(shadowing)을 따라갈 능력이 필요하며, 이것은 일반적으로 처리가 늦어진다.In considering closed loop power control, we know that for any given channel condition, there is an optimal power control step size that minimizes the E b / N O (energy / noise density per bit) needed to achieve a particular bit error rate. Can be. When the channel changes very slowly, the optimal step size may be less than 1 dB, because such values are sufficient to track changes in the channel while providing minimal tracking error. As the Doppler frequency increases (but generally not only because of the movement of the MS), larger step sizes provide better performance with optimum values exceeding 2 dB. However, as the Doppler frequency increases further, the latency (or update rate) of the power control loop becomes so large that the channel cannot be properly tracked, and the point where the optimum step size decreases again, perhaps below 0.5 dB. Leads to The reason is that fast channel changes cannot be tracked, so the ability to follow shadowing is needed, which generally slows down processing.
최적의 전력 제어 스텝 크기가 동적으로 변화할 수 있기 때문에, BS가, 전력 제어 스텝 크기의 어떤 값을 BS로의 업링크 송신에 사용해야 하는지를 MS에게 통보하는 경우에 성능을 향상시킬 수 있다. 그러한 방법을 사용하는 시스템의 일예는 UMTS 주파수 분할 이중화(FDD: Frequency Division Duplex) 표준인데, 여기서 전력 제어는 CDMA 기술의 사용 때문에 중요하다.Since the optimal power control step size can change dynamically, performance can be improved when the BS informs the MS which value of the power control step size should be used for the uplink transmission to the BS. One example of a system using such a method is the UMTS Frequency Division Duplex (FDD) standard, where power control is important because of the use of CDMA technology.
가변 전력 제어 스텝 크기를 갖는 통신 시스템에서의 문제는, 스텝 크기가 최적값으로 설정된 채로 남아있음을 보장하는 방법이다. 특정 MS 속도에 대한 최적 스텝 크기가 알려져 있을지라도, MS는 일반적으로 자체의 속도를 알지 못한다. 더욱이, MS 자체 속도는 사실상 최적의 전력 제어 스텝 크기에 영향을 주는 유일한 인자가 아니다.A problem in a communication system with variable power control step size is how to ensure that the step size remains set to an optimal value. Although the optimal step size for a particular MS speed is known, the MS generally does not know its speed. Moreover, the MS itself speed is not the only factor that actually affects the optimal power control step size.
본 발명은 라디오 통신 시스템에 관한 것으로, 추가로 그러한 시스템에 사용하기 위한 제 2 지국 및 그러한 시스템의 동작 방법에 관한 것이다. 본 명세서가 최근의 범용 이동 통신 시스템(UMTS: Universal Mobile Telecommunication System)과 특정한 관련이 있는 시스템을 설명할 지라도, 그러한 기술이 다른 이동 라디오 시스템에 사용하는데 동일하게 응용가능하다는 것을 알 수 있다.The present invention relates to a radio communication system, and further relates to a second station for use in such a system and a method of operating such a system. Although the present disclosure describes a system that is of particular relevance to the recent Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), it can be seen that such techniques are equally applicable for use in other mobile radio systems.
도 1은 라디오 통신 시스템의 개략적인 블록도.1 is a schematic block diagram of a radio communication system.
도 2는 MS의 속도 대 최적의 전력 제어 스텝 크기의 그래프.2 is a graph of the speed of an MS versus the optimal power control step size.
도 3은 UMTS 시스템에서의 전력 제어 상태들간의 가능한 천이를 도시한 도면.3 illustrates a possible transition between power control states in a UMTS system.
도 4는 전력 제어 파라미터를 조정하기 위한 본 발명에 따른 방법을 도시한 흐름도.4 is a flow diagram illustrating a method according to the invention for adjusting power control parameters.
본 발명의 목적은 최적의 전력 제어 스텝 크기를 동적으로 선택하는 문제를 처리하는 것이다.It is an object of the present invention to address the problem of dynamically selecting an optimal power control step size.
본 발명의 제 1 양상에 따라, 정보를 제 1 지국 및 제 2 지국(송신 지국) 중 어느 하나로부터 다른 지국(수신 지국)으로 송신하기 위해 제 1 지국과 제 2 지국간에 통신 채널을 구비하는 라디오 통신 시스템이 제공되는데, 상기 송신 지국은 복수의 상이한 비율(rate)로 자체의 출력 전력을 조정하기 위한 수단을 구비하고, 상기 수신 지국은, 상기 송신 지국으로부터 수신된 신호의 송신 세기가 어떻게 조정되어야 할지를 결정하기 위한 수단과, 자체의 출력 전력을 조정하도록 송신 지국에게 지시하기 위해 전력 제어 명령을 송신 지국으로 송신하기 위한 수단과, 송신 지국으로 송신된 전력 제어 명령의 시퀀스로부터 송신 지국의 출력 전력의 적절한 조정율을 결정하기 위한 수단과, 상기 조정율을 송신 지국으로 전달하기 위한 수단을 구비하고, 상기 송신 지국은, 자체의 출력 전력의 조정율을 설정하기 위해 수신 지국으로부터의 통신에 응답하는 수단을 구비한다.According to a first aspect of the present invention, a radio having a communication channel between a first station and a second station for transmitting information from one of the first station and the second station (the transmitting station) to another station (the receiving station). A communication system is provided, wherein the transmitting station has means for adjusting its output power at a plurality of different rates, the receiving station having to adjust the transmission strength of the signal received from the transmitting station. Means for determining whether or not, to transmit a power control command to the transmitting station to instruct the transmitting station to adjust its output power, and to determine the output power of the transmitting station from the sequence of power control commands sent to the transmitting station. Means for determining an appropriate adjustment rate, and means for delivering the adjustment rate to a transmitting station; The station has means for responding to the communication from the receiving station to set its rate of adjustment of its output power.
출력 전력의 상이한 조정율은, 상이한 크기의 스텝에 의해 미리 결정된 간격에서 출력 전력을 변경시키거나, 미리 결정된 크기의 스텝에 의해 변하는 간격에서 출력 전력을 변경시키거나, 상기 2가지 기술의 몇몇 조합에 의해 달성될 수 있다. 작은 전력 제어 스텝 크기는, 예를 들어 특정한 수의 동일한 전력 제어 명령이 수신되었을 때 출력 전력만을 변화시킴으로써 에뮬레이팅(emulated)될 수 있다.The different adjustment rate of the output power can be changed by changing the output power at predetermined intervals by steps of different magnitudes, by changing the output power at intervals changed by steps of predetermined magnitudes, or by some combination of the two techniques. Can be achieved. The small power control step size can be emulated, for example, by changing only the output power when a certain number of identical power control commands have been received.
본 발명의 제 2 양상에 따라, 제 1 지국과 제 2 지국간에 통신 채널을 구비하는 라디오 통신 시스템에 사용하기 위한 제 1 지국이 제공되는데, 상기 제 2 지국은 복수의 상이한 비율로 자체의 출력 전력을 조정하기 위한 수단을 구비하며, 상기 제 1 지국에는, 제 2 지국으로부터 수신된 신호의 송신 세기가 어떻게 조정되어야 하는지를 결정하기 위한 수단과, 자체의 출력 전력을 조정하도록 제 2 지국에게 지시하기 위해 전력 제어 명령을 제 2 지국으로 송신하기 위한 수단과, 제 2 지국으로 송신되는 전력 제어 명령의 시퀀스로부터 제 2 지국의 출력 전력의 적절한 조정율을 결정하기 위한 수단과, 상기 조정율을 제 2 지국으로 전달하기 위한 수단이 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a first station for use in a radio communication system having a communication channel between a first station and a second station, the second station having its output power at a plurality of different ratios. Means for adjusting how the transmission strength of a signal received from the second station should be adjusted, and for instructing the second station to adjust its output power. Means for sending a power control command to the second station, means for determining an appropriate rate of adjustment of the output power of the second station from the sequence of power control commands sent to the second station, and transmitting the rate of adjustment to the second station. Means for providing are provided.
본 발명의 제 3 양상에 따라, 제 2 지국과 제 1 지국간에 통신 채널을 구비하는 라디오 통신 시스템에 사용하기 위한 제 2 지국이 제공되는데, 상기 제 1 지국은 복수의 상이한 비율로 자체의 출력 전력을 조정하기 위한 수단을 구비하며, 상기 제 2 지국에는, 제 1 지국으로부터 수신되는 신호의 송신 세기가 어떻게 조정되어야 하는지를 결정하기 위한 수단과, 자체의 출력 전력을 조정하도록 제 1 지국에게 지시하기 위해 전력 제어 명령을 제 1 지국으로 송신하기 위한 수단과, 제 1 지국으로 송신되는 전력 제어 명령의 시퀀스로부터 제 1 지국의 출력 전력의 적절한 조정율을 결정하기 위한 수단과, 상기 조정율을 제 1 지국으로 전달하기 위한 수단이 제공된다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a second station for use in a radio communication system having a communication channel between a second station and a first station, the first station having its output power at a plurality of different ratios. Means for adjusting how the transmission strength of a signal received from the first station should be adjusted, and for instructing the first station to adjust its output power. Means for sending a power control command to the first station, means for determining an appropriate rate of adjustment of the output power of the first station from a sequence of power control commands sent to the first station, and transmitting the rate of adjustment to the first station. Means for providing are provided.
본 발명의 제 4 양상에 따라, 정보를 제 1 지국 및 제 2 지국(송신 지국) 중 하나로부터 다른 지국(수신 지국)으로 송신하기 위해 제 1 지국과 제 2 지국간에 통신 채널을 구비하는 라디오 통신 시스템의 동작 방법이 제공되는데, 상기 송신 지국은 복수의 상이한 비율로 자체의 출력 전력을 조정할 수 있고, 상기 방법은, 상기 수신 지국이, 송신 지국으로부터 수신된 신호의 송신 세기가 어떻게 조정되어야 하는지를 결정하는 단계와, 자체의 출력 전력을 조정하도록 송신 지국에게 지시하기 위해 전력 제어 명령을 송신 지국으로 송신하는 단계와, 송신 지국으로 송신된 전력 제어 명령의 시퀀스로부터 송신 지국의 출력 전력의 적절한 조정율을 결정하는 단계와, 상기 조정율을 송신 지국으로 전달하는 단계와, 이에 응답하여 송신 지국이 자체의 출력 전력의 조정율을 설정하는 단계를 포함한다.According to a fourth aspect of the present invention, a radio communication is provided with a communication channel between a first station and a second station for transmitting information from one of the first station and the second station (the sending station) to another station (the receiving station). A method of operating a system is provided, wherein the transmitting station can adjust its output power at a plurality of different ratios, the method determining how the receiving station should adjust the transmission strength of a signal received from the transmitting station. Determining the appropriate adjustment rate of the output power of the transmitting station from the sequence of power control commands sent to the transmitting station, and sending a power control command to the transmitting station to instruct the transmitting station to adjust its output power. Transmitting the adjustment rate to a transmitting station, and in response, the transmitting station transmits its output power. And a step of setting the update ratio.
본 발명은, 종래 기술에는 제공되지 않지만, 최적의 전력 제어 스텝 크기가 송신된 전력 제어 명령의 특성으로부터 결정될 수 있다는 인식에 기초한다.The present invention, although not provided in the prior art, is based on the recognition that the optimal power control step size can be determined from the characteristics of the transmitted power control command.
본 발명의 실시예는 예로써 첨부 도면을 참조하여 이제 설명될 것이다.Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings by way of example.
도 1을 참조하면, 라디오 통신 시스템은 하나의 제 1 지국(BS)(100) 및 복수의 제 2 지국(MS)(110)을 포함한다. BS(100)는, 마이크로제어기(μC)(102), 라디오 송신 수단(106)에 연결된 트랜시버 수단(Tx/Rx)(104), 송신되는 전력 레벨을 변경시키는 전력 제어 수단(PC)(107), 및 PSTN 또는 다른 적합한 네트워크에 연결하기 위한 연결 수단(108)을 포함한다. 각 MS(110)는, 마이크로제어기(μC)(112), 라디오 송신 수단(116)에 연결된 트랜시버 수단(Tx/Rx)(114), 및 송신되는 전력 레벨을 변경시키기 위한 전력 제어 수단(PC)(118)을 포함한다. BS(100)로부터 MS(110)로의 통신이 다운링크 채널(122) 상에서 발생하는 반면, MS(110)로부터 BS(100)로의 통신은 업링크 채널(124) 상에서 발생한다.Referring to FIG. 1, a radio communication system includes one first station (BS) 100 and a plurality of second stations (MS) 110. BS 100 is a microcontroller (μC) 102, transceiver means (Tx / Rx) 104 connected to radio transmitting means 106, and power control means (PC) 107 for changing the transmitted power level. And connection means 108 for connecting to the PSTN or other suitable network. Each MS 110 includes a microcontroller (μC) 112, a transceiver means (Tx / Rx) 114 connected to a radio transmitting means 116, and a power control means (PC) for changing the transmitted power level. 118; Communication from BS 100 to MS 110 occurs on downlink channel 122, while communication from MS 110 to BS 100 occurs on uplink channel 124.
현재 기재되는 UMTS 시스템에서, 업링크 전력 제어의 목적은, 자체의 송신 전력을 변경시키도록 MS(110)에게 지시함으로써 일정한 목표 레벨에서 BS(100)에 의해 수신된 신호의 신호 대 간섭비(SIR: Signal-to-Interference Ratio)를 유지시키는 것이다. 이러한 지시는, 시간 슬롯당(10ms 프레임당 15개의 시간 슬롯이 초래함) 한번 송신되는 2-상태 송신 전력 제어(TPC: Transmit Power Control) 명령에 의해 전달된다. 스텝 크기는 2개의 파라미터, 즉 PCA(Power Control Algorithm: 전력 제어 알고리즘) 및(업링크 송신 전력 제어 스텝 크기)에 의해 제어되는데, 이것은 3가지의 유효 전력 제어 스텝 크기의 가용성(availability)을 초래한다.In the presently described UMTS system, the purpose of uplink power control is to instruct the MS 110 to change its transmit power so that the signal-to-interference ratio (SIR) of the signal received by the BS 100 at a certain target level. It is to maintain Signal-to-Interference Ratio. This indication is conveyed by a two-state Transmit Power Control (TPC) command that is transmitted once per time slot (which results in 15 time slots per 10 ms frame). The step size is divided into two parameters: power control algorithm (PCA) and (Uplink transmit power control step size), which results in the availability of three active power control step sizes.
PCA의 값이 1일 때,는 1 또는 2의 값을 취할 수 있다. 만약 수신된 TPC 명령이 "0"이면, MS(110)는 자체의 송신 전력을dB만큼 감소시키는 반면, 만약 수신된 명령이 "1"이면, MS(110)는 자체의 송신 전력을dB만큼 증가시킨다.When the value of PCA is 1, Can take a value of 1 or 2. If the received TPC command is "0", the MS 110 returns its transmit power. While decreasing by dB, if the received command is "1", the MS 110 reduces its transmit power. Increment by dB
PCA의 값이 2일 때,는 1의 값만을 취할 수 있고, MS(110)는 5개의 명령으로 이루어진 그룹으로 TPC 명령을 조합한다. 5개의 TPC 명령 모두가 "1"이면,송신 전력은dB만큼 증가하고, 5개의 TPC 명령 모두가 "0"이면, 송신 전력은dB만큼 감소되고, 그 외의 경우에 송신 전력은 변하지 않는다. 이러한 방법은, 영국 특허 출원(제 9915571.5호)(당소 관리 번호 PHB 34358)에 개시된 바와 같이 대략 0.2dB의 전력 제어 스텝 크기의 사용을 효과적으로 에뮬레이팅한다.When the value of PCA is 2, Can only take a value of 1, and the MS 110 combines the TPC commands into a group of five commands. If all five TPC commands are "1", then the transmit power is If increasing by dB and all five TPC commands are "0", then the transmit power is Reduced by dB, otherwise the transmit power does not change. This method effectively emulates the use of a power control step size of approximately 0.2 dB as disclosed in British Patent Application No. 9915571.5 (Our Control Number PHB 34358).
도 2는, 3 내지 300km/h의 범위에 걸친 MS(110)의 속도에 대해 최적의 전력 제어 스텝 크기가 어떻게 변하는 지를 보여주는 그래프이다. 그래프에 대한 데이터는, 0.01의 비트 오류율에 필요한 Eb/N0의 값을 최소화시키는데 필요한 스텝 크기를 결정하기 위해 시뮬레이션(simulations)으로부터 얻어진다. 시뮬레이션은 다음과 같은 다수의 이상적인 가정을 한다:2 is a graph showing how the optimal power control step size changes for the speed of the MS 110 over a range of 3 to 300 km / h. Data for the graph is obtained from simulations to determine the step size needed to minimize the value of E b / N 0 required for a bit error rate of 0.01. Simulation makes a number of ideal assumptions such as:
- 전력 제어 루프에는 1개의 슬롯 지연이 존재한다;There is one slot delay in the power control loop;
- 어떠한 채널 코딩도 없다;No channel coding;
- 수신기에 의한 완벽한 채널 추정이 존재한다;There is perfect channel estimation by the receiver;
- 수신기에서의 균등화(equalisation)는 완벽한 RAKE 수신기에 의해 수행된다;Equalization at the receiver is performed by a complete RAKE receiver;
- 전력 제어 명령의 송신에서 고정 오류율이 있다;There is a fixed error rate in the transmission of power control commands;
- 채널 모델은 기존의 다중 경로 레일리(Rayleigh) UMTS 채널{예를 들어 ITU 페데스트리언(pedestrian)-A 채널}이고;The channel model is an existing multipath Rayleigh UMTS channel (for example ITU pedestal-A channel);
- 라디오 채널에서의 모든 변화는 MS(110)의 이동 때문이다.All changes in the radio channel are due to the movement of the MS 110.
그래프는, 저속에서 상대적으로 느리게 변화하는 채널을 통해, 작은 전력 제어 스텝 크기로 최상의 결과가 얻어진다는 것을 보여준다. MS의 속도가 증가함에 따라, 채널이 더 빠르게 변화하고 있기 때문에 예상된 바와 같이 최적의 스텝 크기도 또한 증가한다. 그러나, 약 60km/h 이상의 속도에 대해서, 최적의 스텝 크기는 다시 감소한다. 이는, 채널의 변화율이, 내부 루프 전력 제어의 갱신율을 가정하면 추적될 수 있는 것보다 더 높기 때문이다. 그러한 환경에서, 예를 들어 새도윙(shadowing)으로 인해, 급속한 변동을 무시하고, 그 대신 평균 채널 감쇠에서 상대적으로 느린 변화만을 추적함으로써 최적의 동작이 얻어지고, 따라서 작은 전력 제어 스텝 크기의 사용이 이루어진다.The graph shows that the best results are obtained with a small power control step size over a channel that changes relatively slowly at low speeds. As the speed of the MS increases, the optimal step size also increases as expected because the channel is changing faster. However, for speeds above about 60 km / h, the optimum step size decreases again. This is because the rate of change of the channel is higher than can be tracked assuming the update rate of the inner loop power control. In such an environment, due to shadowing, for example, optimal operation is obtained by ignoring rapid fluctuations and instead only tracking relatively slow changes in average channel attenuation, thus using a small power control step size. This is done.
UMTS 시스템에서의 기본 내부 루프 전력 제어에 대해, BS(100)는 시간 슬롯마다 수신된 SIR의 값을 측정한다(이 측정이 다소 빈번하게 이루어질 수 있을 지라도). 수신된 SIR이 목표 레벨보다 더 크면, BS(100)에 의한 MS(110)로 송신된 그 다음 TPC 명령은 "0"이고{자체의 송신 전력을 감소시키도록 MS(100)에게 지시함}, 더 크지 않으면, 그 다음 TPC 명령은 "1"이다{자체의 송신 전력을 증가시키도록 MS(110)에게 지시함}.For basic inner loop power control in a UMTS system, BS 100 measures the value of the received SIR every time slot (although this measurement may be made somewhat frequently). If the received SIR is greater than the target level, the next TPC command sent by the BS 100 to the MS 110 is "0" (instructing the MS 100 to reduce its transmit power), If not larger, then the TPC command is "1" (instructing MS 110 to increase its transmit power).
본 발명에 따라 이루어진 시스템의 일실시예에서, MS(110)로 송신된 TPC 명령의 시퀀스의 통계적 특성(statistical properties)의 분석은 PCA 및파라미터에 대한 가장 적절한 설정을 결정하는데 사용된다. 몇몇 예의 개요를 고려해보자:In one embodiment of the system made in accordance with the present invention, the analysis of the statistical properties of the sequence of TPC commands sent to the MS 110 is performed by the PCA and the PCA. It is used to determine the most appropriate setting for the parameter. Consider an overview of some examples:
- TPC 명령의 규칙적으로 교차하는 시퀀스는, 업링크 채널(124) 상의 신호의SIR이 SIR 임계치에 매우 근접하게 남아있음을 나타내며, PCA를 2로 또한를 1로 설정하는 것이 적절한 매우 느리게 변화하는 라디오 채널을 나타낸다.The regularly crossing sequence of TPC commands indicates that the SIR of the signal on the uplink channel 124 remains very close to the SIR threshold, Setting to 1 indicates a very slowly changing radio channel that is appropriate.
- 동일한 TPC 명령의 시퀀스는, 업링크 채널(124)이 더 빠르게 변화하고 있음을 나타내고, 이로부터 PCA를 1로 또한를 1 또는 2로 설정하는 것이 최적의 성능을 제공할 것임을 추측할 수 있다.The same sequence of TPC commands indicates that the uplink channel 124 is changing faster, from which also the PCA to 1 It can be inferred that setting to 1 or 2 will provide the best performance.
- 명백하게 TPC 명령의 무작위 시퀀스는, 업링크 채널(124)의 변화율이 내부 루프 전력 제어의 갱신율보다 더 크다는 것을 나타낸다. 그러한 환경에서, PCA를 2로 또한를 1로 설정하는 것은, 도 2의 그래프와 관련하여 전술한 바와 같이 최적의 성능을 제공할 것이다.Apparently a random sequence of TPC commands indicates that the rate of change of uplink channel 124 is greater than the rate of update of the inner loop power control. In such an environment, PCA to 2 also Setting to 1 will provide optimal performance as described above in connection with the graph of FIG. 2.
송신된 TPC 명령의 추가 통계 분석은 상기 예에 더하여 또는 상기 예 대신에 또한 가능하고, 상기 제안된 PCA 및의 선택에 영향을 끼치는데 사용될 수 있다. 분석에 적합한 파라미터는 다음을 포함할 수 있다:Further statistical analysis of the transmitted TPC commands is also possible in addition to or instead of the above example, the proposed PCA and Can be used to influence the choice of. Suitable parameters for analysis may include:
- 고정 또는 변화(sliding)하는 시간 기간에 걸쳐 결정되는, 업링크 전력에서의 평균 넷 요청 변화(average net requested change), 및Average net requested change in uplink power, determined over a fixed or sliding time period, and
- 고정 또는 변화하는 시간 기간에 걸쳐 결정되는, 요청된 업링크 전력에서의 시간-가중 평균 변화, 여기서 예를 들어 가장 최근의 변화는 더 앞의 변화보다 더 높은 가중치가 할당될 수 있다.A time-weighted average change in the requested uplink power, determined over a fixed or changing time period, for example the most recent change may be assigned a higher weight than the earlier change.
예를 들어, 이들 파라미터 중 하나는, 가장 최근의 TPC 명령 값을 사용하여 시간 슬롯마다 반복하여 계산되고 갱신될 수 있다.For example, one of these parameters may be repeatedly calculated and updated for each time slot using the most recent TPC command value.
도 3에 도시된 바와 같이, TPC 명령의 시퀀스에 따라, PCA 및파라미터의 임의의 3가지 가능한 조합 사이에 천이가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 초기 설정은 상태(302)의 설정일 수 있으며, 여기서 PCA는 1로,는 2로 설정된다. 그 다음에, BS(100)는, 규칙적으로 교차하는 TPC 명령이 송신되고 있음을 결정할 수 있으므로, PCA가 2로가 1로 설정되는 상태(304)로 변경하도록 MS(110)에게 지시할 수 있다. 머지 않아, MS(110)가 이동하기 시작하고, 동일한 TPC 명령의 시퀀스가 설정된 후에, BS(100)는, PCA가 1로가 1로 설정되는 상태(306)로 변경하도록 MS(110)에게 지시한다.As shown in FIG. 3, according to the sequence of TPC commands, PCA and A transition can be made between any three possible combinations of parameters. For example, the initial setting may be the setting of state 302, where PCA is 1, Is set to two. Then, the BS 100 can determine that a TPC command that intersects regularly is being transmitted, so that the PCA is equal to two. May instruct MS 110 to change to state 304, which is set to one. Sooner or later, after the MS 110 begins to move and the same sequence of TPC commands is established, the BS 100 has the PCA set to one. Instructs MS 110 to change to state 306, which is set to one.
이러한 과정은 도 4의 흐름도에서 요약된다. 이 과정은 단계(402)에서 시작하고, 그 후에 단계(404)에서 BS(100)는 송신된 TPC 명령의 시퀀스를 분석한다. 그 다음에, 단계(406)에서 BS(100)는, 이러한 통계적 분석에 기초하여 PCA 및파라미터에 대한 적절한 설정을 결정하며, 단계(408)에서, 자체의 설정을 변경하도록 MS(110)에게 지시하는 하나 이상의 명령으로서 상기 설정은 MS(110)로 전달된다. 그 다음에, 이 과정은 단계(404)에서의 분석으로 되돌아가서 순환하고, BS(100)와 MS(110) 사이의 연결이 활성화된 채로 남아있는 동안 계속해서 순환한다.This process is summarized in the flowchart of FIG. This process begins at step 402, after which BS 100 analyzes the sequence of transmitted TPC commands at step 404. Then, in step 406, BS 100 determines whether the PCA and the PCA are based on this statistical analysis. The appropriate setting for the parameter is determined and, in step 408, the setting is passed to the MS 110 as one or more instructions instructing the MS 110 to change its setting. The process then loops back to the analysis at step 404 and continues to cycle while the connection between BS 100 and MS 110 remains active.
MS(110)의 속도에 따른 전력 제어 파라미터의 설정이 일반적으로 적절하지 않을지라도, MS(110) 속도의 인식이 이용가능한 경우, 이것은 전력 제어 파라미터를 설정하기 위해 SIR 측정과 관련하여 사용될 수 있다. 몇몇 상황에서, 심지어 속도만을 따라 파라미터를 설정하는 것이 적절할 수 있다. 도 2에 대해 최적의 전력 제어 스텝 크기를 결정하기 위해 수행되는 것과 유사한 시뮬레이션은 다양한 속도로 이동하는 MS(110)에 대해 적절한 설정을 결정하도록 수행된다. 그 결과, 적합한 설정은 다음과 같다:Although the setting of power control parameters according to the speed of the MS 110 is generally not appropriate, if recognition of the MS 110 speed is available, it can be used in connection with the SIR measurement to set the power control parameters. In some situations, it may even be appropriate to set parameters only according to speed. A simulation similar to that performed to determine the optimal power control step size for FIG. 2 is performed to determine the appropriate settings for the MS 110 moving at various speeds. As a result, a suitable setting is as follows:
상기 설명은 PCA 및파라미터에 대한 적절한 설정을 결정하는 BS(100)에 관한 것이다. 사실상, 파라미터 값의 설정은, 예를 들어 MS(110)와 직접 인터페이싱(interfacing)하는 고정 인프라구조(infrastructure)의 부분인 "노드 B", 또는 라디오 네트워크 제어기(RNC: Radio Network Controller)에서의 더 높은 레벨에서 고정 인프라구조의 다양한 부분의 책임(responsibility)일 수 있다. 그러므로, 본 명세서에서, 용어 "기지국" 또는 "제 1 지국"의 사용이, PCA 및파라미터 값의 결정 및 설정에 책임 있는 네트워크 고정 인프라구조의 부분을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The above description is PCA and It is directed to a BS (100) for determining appropriate settings for a parameter. Indeed, the setting of the parameter value may be, for example, "node B" which is part of a fixed infrastructure directly interfacing with the MS 110, or more in a Radio Network Controller (RNC). At a high level it can be the responsibility of various parts of a fixed infrastructure. Therefore, in this specification, the use of the terms "base station" or "first station", PCA and It should be understood to include the part of the network fixed infrastructure responsible for the determination and setting of parameter values.
전술한 상세한 설명은, BS(100)가, MS(110)에게 전력 제어 스텝 크기를 설정하도록 하는 지시와는 별도로 전력 제어 명령을 상기 MS(110)로 송신하는 시스템에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 다른 시스템의 범위 내에서 사용하는데 적합하다. 특히, 가변 전력 제어 스텝 크기가 있고, BS(100)가 이 스텝에 대한 특정 값을 사용하도록 MS(110)에게 지시하는 임의의 시스템에서 사용될 수 있다. BS(100)가 특정 스텝 크기를 사용하도록 MS(110)에게 지시하는 대신, 사용될 스텝 크기는 BS(100)와 MS(110) 사이의 절충(negotiation)에 의해 또한 결정될 수 있다.The foregoing detailed description relates to a system for transmitting a power control command to the MS 110 separately from the instruction that the BS 100 sets the power control step size to the MS 110. However, the present invention is suitable for use within the scope of other systems. In particular, there is a variable power control step size and can be used in any system in which BS 100 instructs MS 110 to use a specific value for this step. Instead of instructing the MS 110 to use a particular step size, the step size to be used may also be determined by negotiation between the BS 100 and the MS 110.
더욱이, 전술한 설명이 업링크 채널(124)의 BS(100)에 의한 전력 제어에 관한 것일지라도, 그러한 방법은 다운링크 채널(122)의 MS(110)에 의한 전력 제어를 위해 동일하게 잘 사용될 수 있다.Moreover, although the foregoing description relates to power control by the BS 100 of the uplink channel 124, such a method is equally well used for power control by the MS 110 of the downlink channel 122. Can be.
본 명세서를 읽음으로써, 다른 변형은 당업자에게 명백할 것이다. 그러한 변형은, 라디오 통신 시스템 및 그것의 구성 부품의 설계, 제조 및 사용에서 이미 알려지고, 본 명세서에서 이미 설명한 특징 대신 또는 특징에 부가하여 사용될 수 있는 다른 특징을 포함할 수 있다. 청구항이 본 명세서에서 특징의 특정한 조합에 대해 공식화될지라도, 본 명세서의 개시의 범주가, 본 명세서에서 명백히 또는 함축적으로 개시된 특징의 임의의 새로운 특징 또는 임의의 새로운 조합, 또는 이들의 일반화를 역시 포함하는데, 임의의 청구항에서 현재 청구된 동일한 발명에 관한 것인지의 여부 및 본 발명이 해결한 동일한 기술적 문제를 일부 또는 모두를 완화시키는 지의 여부에 관계없이 포함한다는 것을 이해할 수 있다. 본 명세서 또는 본 명세서에서 유도되는 임의의 추가 응용의 수행동안 새로운 청구항이 그러한 특징 및/또는 특징의 조합으로 형성될 수 있다는 것을 출원인은 이에 따라 주의해야 한다.By reading this specification, other variations will be apparent to those skilled in the art. Such modifications may include other features that are already known in the design, manufacture, and use of radio communication systems and their components, and that may be used in place of or in addition to the features already described herein. Although the claims are formulated for a particular combination of features herein, the scope of the disclosure herein also includes any new feature or any new combination of features disclosed explicitly or implicitly herein, or a generalization thereof. It is to be understood that the present invention includes, without regard to whether or not it relates to the same invention as claimed in any claim and whether or not to alleviate some or all of the same technical problems solved by the present invention. Applicants should therefore note that new claims may be formed of such features and / or combinations of features during the performance of this specification or any further application derived herein.
본 명세서 및 청구항에서, 단수로 기재된 요소는 복수의 그러한 요소의 존재를 배제하지 않는다. 더욱이, 단어 "포함하는"은 기입된 것보다 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.In the specification and claims, the elements described in the singular do not exclude the presence of a plurality of such elements. Moreover, the word "comprising" does not exclude the presence of other elements or steps than those written.
본 발명은 예를 들어 UMTS와 같은 라디오 통신 시스템의 범위에 이용가능하다.The invention is applicable to a range of radio communication systems, for example UMTS.
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